近年來流動地磁觀測在地震監測中的發展及其預測應用

顧左文

自2002年始，在中國地震局、科技部的大力支持下，由中國地震局地球物理研究所主持，云南省地震局、甘肅省地震局、安徽省地震局、河北省地震局、四川省地震局、新疆地震局、福建省地震局、吉林省地震局、黑龍江省地震局、第一監測中心共同參與，開展了5年一輪的中國大陸地區流動地磁矢量觀測。完成了2005.0、2010.0、2015.0等3個標準地磁年代的《中國地磁參考場（中國地磁圖）》的編制工作，分別建立了上述3個年代的中國地區基本地磁場、巖石圈磁場等模型。當2005年底，編制完成《2005.0年代中國地磁參考場（中國地磁圖）》之時，發生了九江—瑞昌MS5.7地震。研究團隊細致分析了震區及其周邊的地磁基本場數據和模型，認為存在以水平分量為主的異常表現。為繼續追蹤該異常的演化過程，并探索有效的地震異常監測分析方法，中國地震局監測預報司首次開展了流動地磁矢量觀測的地震監測工作。由此，流動地磁矢量觀測由基礎科學研究走向了地震監測和預測工作。

20世紀70年代起，中國地震局遂行的流動地磁監測測項，以地磁場總強度觀測為測量手段，以孤立測點的通化差值為主要分析物理量。測點分布沿相關斷裂帶的走向進行布設，分析研究斷層及其周邊的震磁前兆信息。獲得了如唐山M7.8、海城M7.3、劍川M5.4等地震的磁震信息，說明地震孕育過程和地磁場變化之間具有一定的對應關系。當時的主要物理思路為：中強地震發生前，孕震區沿主要斷裂會發生應力匯聚、地下介質的物性變化、裂隙和微破裂等物理現象。監測并發現上述現象所伴生的磁場異常應該是有效的物理思路和技術路線。然而，在隨后的監測實踐過程中，直至汶川MS8.0地震的發生，“傳統的”流動地震地磁監測手段始終未有效地、有共識地、在震前做出異常判定。流動地震地磁監測測項對地震預報的支撐作用也日漸式微。

在汶川MS8.0地震的震后總結和反思過程中，有2點看法逐步得到了普遍共識。其一，所謂異常和正常是相對的、辯證的。正常不是空間分布均勻、時間變化趨于零，異常也不是“驚天動地”和“山呼海嘯”。欲要辨識“異常”，首先要搞清楚“正常”。其二，就地球物理場監測而言，空間分辨力和空間覆蓋范圍是辯證的、必須兼顧的，局部高密度的“聚焦式”監測布局會極大地制約分析和研究的視野。因此，監測預報司正式提出了地球物理場監測應該“成場”“成網”的改革思路。

基于這種認識，隨著九江—瑞昌MS5.7、汶川MS8.0和玉樹MS7.1地震發生后地震地磁應急監測工作的開展，流動地磁技術團隊適時適勢地改變原有傳統的監測模式和調整測網布局，逐漸逐步地開啟了區域地磁場監測與地震預報的探索之路。

目前，對于地震地磁異常現象的研究仍處于原始積累階段。在中國地震局的監測-預測-研究體系當中，以年度地震危險區“東5西6”地震活動為主要預測目標下，流動地磁矢量觀測的地磁異常區在中國大陸，尤其是南北地震帶上的發震地點有良好的映震效果。其中，蘆山M7.0、洱源M5.5、彝良M5.7、永善M5.0、康定M6.4、景谷M6.6、岷縣—漳縣M6.6、魯甸M6.5、祁連M5.3、昌寧M5.1、門源M6.4、燈塔M5.1、皮山M6.5、運城M4.4等地震均位于流動地磁年度異常區里或附近。

針對巖石圈磁場異常變化特征與地震之間的關系，中國地震局地球物理研究所、云南省地震局、河北省地震局和甘肅省地震局等10余家單位在大華北、南北地震帶、南北天山和華南地區開展了大規模大范圍的監測和預測工作，取得了一系列新的研究成果。“地震研究之地磁專欄”征集了一批關于上述4個地區的近期研究論文，主要以流動地磁觀測、固定地磁臺站觀測為主的監測、預測和科研成果。

這些成果的出版，是對九江—瑞昌MS5.7地震以來、3代地震地磁研究者持續探索的小結，將有助于相關科研人員了解中國地震局地震地磁監測、預測、科研工作的最新進展。同時，也努力為全球的地磁學、地震地磁學發展貢獻出中國力量。

最后，經過10余年的發展，流動地磁團隊已形成了“70后”“80后”組成的新一代核心。而且一改或專注于Papers的“書齋學者”、或專注于野外測量的“勘探郎”之畸形、割裂狀態。新一代流動地磁技術團隊的核心能兼顧科學研究、實際操作和應用效能。這是流動地磁技術團隊10余年發展積累的最大成果！“長江后浪推前浪”，繼往開來，望莫大焉、望莫厚焉！endprint